CN1286618C - 关节式扳手 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种关节式扳手，包括：一头部；一柄部；一固定装置，穿置通过头部及柄部的通孔，且具有一帽部及一杆部，其中帽部是沿着杆部逐渐向外扩大，而形成一小于45度的斜锥度；及一翘曲盘形弹簧，安装于头部的凹槽内，且具有沿其直径折弯成的一圆弧。

Description

关节式扳手

发明领域

本发明是关于一种关节式扳手，尤其是一种应用改良的帽部及翘曲盘形弹簧所组装而成的关节式扳手。

背景技术

如图5至6所示，习知的关节式扳手多采用平头螺丝(flat headscrew)或椭圆头螺丝(oval head screw)，以及弹簧或弹簧垫圈作为扳手的关节，以将扳手的头部及柄部可转动的方式组合。

在操作此类关节式扳手时，就平头螺丝而言，其仅承受垂直分力Fv而无水平分力(参见图5(a)-5(b)，而就椭圆头螺丝而言，其所承受的垂直分力Fv大于水平分力Fh(参见图6(a)-6(b))。同时，当螺丝受力时，因力量大部份或全部朝向帽部部顶面，故极易使帽部部被拉断。

为使螺丝的强度增加，设计者都通过加大螺丝的规格尺寸；但采取此一设计势必会加大扳手本体上容纳螺丝的孔洞，因而相对减少扳手壁厚，而降低扳手本体强度。而为了使扳手强度增加，设计者另外采取将扳手本体厚度加大进行改良；但这一设计也大幅度增加扳手的厚度，因而降低扳手的灵活度与轻便性，甚至有可能在某些狭窄空间内，无法使用的情况发生。

另一方面，为了使柄部与头部结合后，头部不会随意晃动，传统技术是将弹簧(参见图7(a)或弹簧垫圈(参见图7(b))安装于扳手关节的连接处，利用此等元件的弹性与零件之间的摩擦力避免头部产生晃动。但在使用一段时间后，由于弹性疲劳，使得保持力降低而失去原来的功能。

为避免上述的缺陷而欲增加弹簧的强度时，所采取改良手段包括加大弹簧相关尺寸，因而增加扳手头部中容纳弹簧的凹槽，而减弱头部相关部位的强度，也会造成组装上的困难。且在组装完成初期，由于弹性强度太大，而使得头部转动不易，造成使用上的不便。

发明内容

本发明的目的，是关于一种关节式扳手，其应用一改良的固定装置，在不必增加容纳固定装置的空间的情况下，使固定装置受力时，固定装置帽部所承受的水平分力大于垂直分力。

本发明的另一目的，是关于一种关节式扳手，其应用一改良的翘曲盘形弹簧，在不必增加容纳该弹簧的凹槽的情形下，可长久地保持弹力，而不致造成弹性疲劳。

为了达成上述的目的，本发明提供了一种关节式扳手，包括：一头部，其上形成一置放空间以容置一环形齿轮，且其一端形成至少一转向节，该转向节的一侧设有一凹槽，且具有一通孔穿过该转向节两侧；一柄部，其一端形成至少一转向节并与头部的转向节配合，每一转向节具有一通孔穿过各转向节两侧；一固定装置，穿置过头部及柄部的通孔，且具有一帽部及一杆部，其中帽部是沿着杆部逐渐向外扩大，而形成一小于45度的斜锥度；及一翘曲盘形弹簧，安装于头部的凹槽内，且具有沿其直径折弯成的一圆弧。

有利的是，该柄部的其中一转向节内形成内螺纹，且该固定装置是一螺丝，螺丝杆部的尾端形成外螺纹恰好与该内螺纹相啮合。

该翘曲盘形弹簧的圆弧半径优选在4.0mm～30.0mm之间。

在未安装至关节式扳手之前，该翘曲盘形弹簧具有一总高度H及一净厚度T，且H＝1.2T～2.5T。

在安装至关节式扳手之后，该翘曲盘形弹簧具有一压缩高度h，且h＝0.40H～0.80H。

该头部可具有一转向节，且该柄部设有两转向节，恰好位于头部转向节的两侧。

柄部每一转向节的通孔轴线恰好彼此对准。

本发明的特点，可参照本发明的附图和实施例的详细说明而获得清楚的了解。

附图简要说明

图1显示根据本发明的关节式扳手的立体分解示意图。

图2显示根据本发明的关节式扳手的立体组合示意图，其中关节部份被移除，以清楚表示本发明的特点。

图3(a)显示根据本发明的关节式扳手所应用的螺丝的平面视图及其受力状态。

图3(b)显示图3(a)的螺丝组装后的放大剖面视图。

图4(a)显示根据本发明的关节式扳手所应用的翘曲盘形弹簧立体视图。

图4(b)显示图4(a)的翘曲盘形弹簧在其组装前的自由状态。

图4(c)显示图4(a)的翘曲盘形弹簧在其组装后的压缩状态。

图4(d)显示图4(a)的翘曲盘形弹簧在组装后的放大剖面视图。

图5(a)、5(b)显示传统的关节式扳手所应用的平头螺丝及其受力状态。

图6(a)、6(b)、6(c)显示传统的关节式扳手所应用的椭圆头螺丝及其受力状态。

参见图7(a)、7(b)分别显示传统的安装于扳手关节连接处的弹簧及弹簧垫圈。

具体实施方式

图1显示根据本发明的关节式扳手10的立体分解示意图。图2显示根据本发明的关节式扳手10的立体组合示意图，其中关节的一部份被移除。

本发明的关节式扳手10包括：一头部20、一柄部30、一固定装置(包括一螺丝40)、和一翘曲盘形弹簧50。

头部20具有两主要表面，及位于该两主要表面之间的侧面。柄部30呈一扁形外观，具有两主要表面及位于该两主要表面之间的侧面。

头部20上形成一置放空间，穿过头部20的两主要表面，以容置一环形齿轮21，且其一端形成至少一转向节(knuckle)22，该转向节22的一侧设有一凹槽23，且具有一通孔24穿过该转向节22两侧，该通孔24与头部20的主要表面大致平行。

该柄部30一端形成至少一转向节31与头部20的转向节22配合。根据本发明，头部20具有一转向节22，而柄部30设有两转向节31，在组装时，恰好位于头部20转向节22的两侧。熟知此项技术的人员当然可轻易变更头部20及柄部30上所设转向节22、31的数量。

每一转向节31具有一通孔34，该通孔34穿过该转向节31两侧而与柄部30的主要表面大致平行。各通孔34的轴线恰好彼此对准。其中一通孔34内优选形成内螺纹35。

图3(a)为显示螺丝40的平面视图。螺丝40穿置过头部20及柄部30转向节22、31内的通孔24、34。

螺丝40具有一帽部(screw head)41及一杆部(shank)42。杆部42的尾端形成外螺纹43恰与转向节31内的内螺纹35相啮合。

帽部41是沿着杆部42逐渐向外扩大，而形成一小于45度的外扩斜锥度。图3(b)显示螺丝40组装至头部20转向节22及柄部30转向节31后的放大剖面视图。

当然也可使用铆钉或螺杆类等的固定装置结构，插置过转向节22、31而达成相同的效果。

图4(a)为翘曲盘形弹簧50的立体视图。

翘曲盘形弹簧50是由一平直型的盘形弹簧经由冲压的方式，沿其直径折弯一角度而成型，使折弯处形成一圆弧。优选用于形成翘曲盘形弹簧50的材料为SK5碳钢板。

优选地，该圆弧半径约在4.0mm～30.0mm之间。翘曲盘形弹簧50在其组装前的自由状态(参见图4(b))下具有一总高度H及一净厚度T，总高度H与净厚度T之间的关系为：

H＝1.2T～2.5T

所谓总高度是指翘曲盘形弹簧50被翘曲后的高度，而所谓净厚度是指翘曲盘形弹簧50的实际厚度。

图4(d)为显示翘曲盘形弹簧50在组装后的放大剖面视图。将翘曲盘形弹簧50安装于头部20的凹槽23和柄部30的一转向节31之间的压缩状态后，翘曲盘形弹簧50的总高度即被压缩为h。该压缩高度h与总高度H之间的关系为：

h＝0.40H～0.80H

参见图3(a)，根据本发明的公开的内容，由于帽部41的斜锥角度小，故可大幅度缩小帽部41的尺寸，因而相对缩小扳手柄部30转向节31内用于容纳帽部41的通孔34尺寸，使转向节31壁厚增加，强度也随之增强。在受力Fs时，也由于斜度小，其水平分力Fh远大于垂直分力Fv，使大部分的力量朝向螺丝中心而不是朝帽部41顶面。此种受力方式将可避免帽部41被拉断。因此不必增加扳手柄部30转向节31的厚度即可达到较高的强度。帽部尺寸大幅缩小，也可以适当地增加杆部42的尺寸，以增加螺纹43数量，并增加杆部42的抗拉强度。

参见图4(b)及4(c)，由于翘曲盘形弹簧50是沿其直径折弯，故其与柄部30的转向节31的接触面增加且受力平均。同时，与传统的弹簧或弹簧垫圈(图7(a)及7(b))相比较，在组装完成后，翘曲式盘形弹簧50被压缩的距离很小，故可长久地被保持弹力，因此可减少弹性疲劳的产生。

另一方面，由于翘曲式盘形弹簧50本身没有缺口，因此将头部20相对于柄部30转动时，其操作非常滑顺，而不会有转动不顺或卡住的情形。

本发明为一突破传统技术的新颖装置，但其也可以使用其他的特定形式来实现，而不脱离本发明的主旨和重要特性。因此上文所列的实施例在各方面都应被视为示例性而非限制性，而所有的改变只要合乎本专利申请范围或与其范围等效，均应包含在本发明的范围内。

图式简单说明

主要元件符号表

10 关节式扳手                  20 头部

21 环形齿轮                    22 转向节

23 凹槽                        24 通孔

30 柄部                        31 转向节

34 通孔                        35 内螺纹

40 螺丝                        41 帽部

42 杆部                        43 外螺纹

50 翘曲盘形弹簧                H 总高度

T 净厚度                       h 压缩高度

Fh 水平分力                    Fv 垂直分力

Claims (7)

1、一种关节式扳手，包括：

一头部，其上形成一置放空间以容置一环形齿轮，且其一端形成至少一转向节，该转向节的一侧设有一凹槽，且具有一通孔穿过该转向节两侧；

一柄部，其一端形成至少一转向节并与头部的转向节配合，每一转向节具有一通孔穿过各转向节两侧；

一固定装置，穿置过头部及柄部的通孔，且具有一帽部及一杆部，其中帽部是沿着杆部逐渐向外扩大，而形成一小于45度的斜锥度；及

一翘曲盘形弹簧，安装于头部的凹槽内，且具有沿其直径折弯成的一圆弧。

2、如权利要求1所述的关节式扳手，其特征在于该柄部的其中一转向节内形成内螺纹，且该固定装置是一螺丝，螺丝杆部的尾端形成外螺纹恰好与该内螺纹相啮合。

3、如权利要求1所述的关节式扳手，其特征在于该翘曲盘形弹簧的圆弧半径在4.0mm～30.0mm之间。

4、如权利要求1所述的关节式扳手，其特征在于在未安装至关节式扳手之前，该翘曲盘形弹簧具有一总高度H及一净厚度T，且H＝1.2T～2.5T。

5、如权利要求4所述的关节式扳手，其特征在于在安装至关节式扳手之后，该翘曲盘形弹簧具有一压缩高度h，且h＝0.40H～0.80H。

6、如权利要求1所述的关节式扳手，其特征在于该头部具有一转向节，且该柄部设有两转向节，恰好位于头部转向节的两侧。

7、如权利要求6所述的关节式扳手，其特征在于柄部每一转向节的通孔轴线恰好彼此对准。

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